Jika kamu diminta untuk memindahkan meja, apa yang akan kamu lakukan? Tentu kamu akan mendorong atau menariknya, kan? Setelah ada tarikan atau dorongan itu, pasti meja akan bergerak atau berubah posisi. Namun, jika kamu hanya memandangi meja tersebut tanpa ada perlakuan, pasti si meja tidak akan berubah posisi. Mengapa demikian? Karena tarikan atau dorongan yang kamu berikan itu merupakan gaya yang mengakibatkan meja bergerak. Apa yang dimaksud gaya? Yuk, simak selengkapnya.
Pengertian Gaya
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan perubahan posisi atau bentuk benda. Gaya termasuk besaran vektor, yaitu besaran yang memperhitungkan arah. Besaran ini merupakan salah satu besaran Fisika yang sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Semua aktivitas manusia maupun hewan pasti melibatkan gaya di dalamnya. Misalnya berjalan, berlari, menendang bola, menerkam mangsa, melambungkan bola, menata buku, menyetir mobil, dan masih banyak lainnya. Simbol gaya diambil dari bahasa inggris Force, yaitu F . Sementara itu, satuan gaya diambil dari penemunya, yaitu Newton atau N. Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa hubungan gaya dan gerak itu merupakan hubungan sebab akibat.
Satu pernyataan nih buat Quipperian, saat kamu mendorong tembok, pasti tembok tidak bergerak maupun berubah bentuk, kan. Lalu, bagaimana dengan gayanya? Buat PR, ya!
Macam-Macam Gaya
Gaya itu bermacam-macam jenisnya. Mengingat, mekanisme pergerakan atau perubahan bentuk suatu benda itu juga bermacam-macam. Lalu, apa saja macam-macam gaya itu?
Berdasarkan sumbernya, gaya dibagi menjadi seperti berikut.
Gaya Gravitasi
Pengertian gaya gravitasi adalah gaya yang menyebabkan semua benda di Bumi jatuh ke bawah. Contoh saat kamu melempar bola ke atas, pasti bola tersebut akan jatuh kembali ke bawah. Tanpa adanya gravitasi, benda-benda tidak akan pernah jatuh ke bawah. Hal itu bisa kamu lihat saat astronot berada di luar angkasa, tepatnya di International Space Station (ISS). Oleh karena di ISS tidak memiliki percepatan gravitasi, maka astronot terlihat melayang-layang di udara. Bahkan, butiran air akan terlihat menggelinding di udara.
Gaya Gesek
Pengertian gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua benda. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar gaya gesek yang dihasilkan. Contonya permukaan luar ban motor didesain berpola menonjol agar gaya gesek antara ban dan aspal semakin besar, sehingga motor tidak mudah tergelincir.
Gaya Pegas
Pengertian gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan oleh adanya peregangan pegas. Semakin besar peregangan pegasnya, semakin besar gaya yang dihasilkan. Contohnya saat kamu menarik karet gelang. Semakin panjang tarikan karetnya, semakin sakit jika mengenai kulit.
Gaya Magnet
Pengertian gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh adanya interaksi kutub-kutub magnet. Seperti kamu ketahui bahwa jika kutub senama didekatkan akan saling menolak dan jika kutub tak senama didekatkan akan saling menarik. Interaksi tolak menolak dan tarik menarik itu akan menghasilkan gaya magnet.
Gaya Listrik
Listrik merupakan salah satu faktor penting penunjang kehidupan manusia. Listrik dihasilkan oleh muatan-muatan listrik seperti elektron maupun proton. Interaksi antara muatan-muatan tersebut akan menghasilkan suatu gaya yang disebut gaya listrik.
Gaya Berat
Gaya berat adalah gaya yang dimiliki oleh benda bermassa dan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi di mana benda tersebut berada.
Berdasarkan bidang sentuhnya, gaya dibagi menjadi dua seperti berikut.
Gaya Sentuh
Gaya sentuh adalah gaya yang bekerjanya dengan cara bersentuhan langsung antarbendanya. Misalnya, saat kamu mendorong meja, pasti bagian bawah meja bersentuhan langsung dengan lantai, kan?
Gaya Tak Sentuh
Gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerjanya tidak ada sentuhan antarbendanya. Contohnya benda yang jatuh ke bawah akibat percepatan gravitasi. Saat jatuh, apakah benda bersentuhan dengan gravitasi? Tentu tidak, ya.
Apa Manfaat dari Gaya?
Adapun manfaat dari gaya adalah sebagai berikut.
- Gaya menyebabkan suatu benda bisa bergerak.
- Gaya menyebabkan suatu benda bisa berubah bentuk.
- Gaya mempengaruhi besar kecilnya usaha untuk memindahkan atau menggerakkan suatu benda.
Bagaimana Sifat-Sifat Gaya?
Sebagai salah satu besaran di dalam Fisika yang mempengaruhi gerak benda, gaya memiliki sifat-sifat seperti berikut.
- Gaya mampu mengubah bentuk benda, misalnya kertas akan berubah menjadi kusut saat diremas.
- Gaya mampu mengubah arah benda, misalnya kamu memukul bola ke kanan, dari kanan bola itu dipukul temanmu ke kiri. Dengan adanya pukulan, bola yang semula ke arah kanan bisa berubah ke arah kiri.
- Gaya mampu mengubah kecepatan benda, misalnya perubahan kecepatan sepeda motor karena pengereman.
- Gaya mampu mengubah benda bergerak menjadi diam, misalnya saat sebuah bola menggelinding ke arahmu, lalu bola tersebut kamu ambil sehingga tidak bergerak.
- Gaya mampu mengubah benda diam menjadi bergerak, misalnya saat kamu menendang bola yang diam.
Pengaruh Gaya Terhadap Benda
Seperti pembahasan sebelumnya bahwa gaya merupakan faktor yang menyebabkan suatu benda bergerak. Contoh meja yang diam kamu beri gaya dorong, pasti meja tersebut akan bergerak, kan? Jadi, pengaruhnya gaya terhadap benda adalah gaya penyebab benda bergerak.
Rumus Gaya
Seperti pembahasan sebelumnya, gaya itu bermacam-macam. Dengan demikian, rumus gaya juga bermacam-macam. Namun, kali ini Quipper Blog hanya akan menampilkan beberapa rumus terkait gaya yang akan kamu pelajari di SMP.
Rumus Gaya Berat
Secara matematis, rumus gaya berat adalah sebagai berikut.
w = mg
Dengan:
w = gaya berat (N);
m = massa benda (kg); dan
g = percepatan gravitasi (m/s2).
Rumus Gaya Menurut Hukum Newton
Hukum yang mengatur tentang gerak adalah hukum Newton. Hukum ini dibagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.
- Hukum Newton I, dengan rumus .
- Hukum Newton II, dengan rumus F = ma di mana a merupakan percepatan benda yang satuannya m/s2.
- Hukum Newton III, dengan rumus Faksi = –Freaksi.
Resultan Gaya
Oleh karena gaya merupakan besaran vektor, maka kamu juga harus mengenal istilah resultan gaya. Pengertian resultan gaya adalah jumlah seluruh gaya yang bekerja pada satu garis yang sama. Penjumlahan itu harus mengacu pada arah gayanya. Perhatikan ilustrasi berikut.
Keterangan:
- Pada gambar 1, terlihat bahwa arah F1 dan F2 memiliki arah yang sama, yaitu mendorong kotak ke kanan. Dengan demikian, resultan gaya pada gambar 1 dirumuskan sebagai berikut.
FResultan = F1 + F2
- Pada gambar 2, terlihat bahwa arah F1 dan F2 saling berlawanan, di mana F1 mendorong kotak ke kiri, sedangkan F2 mendorong kotak ke kanan. Ingat, bahwa gaya merupakan besaran vektor. Artinya, terdapat perjanjian tanda untuk gaya yang arahnya saling berlawanan. Jika ke kanan +, maka ke kiri -. Dengan demikian, resultan gaya pada gambar 2 dirumuskan sebagai berikut.
FResultan = F1 – F2 atau FResultan = F2 – F1 → sesuaikan dengan perjanjian tanda yang kamu buat.
Contoh Soal
Untuk mengasah pemahamanmu, yuk simak contoh soal berikut.
Contoh Soal 1
Sebagai salah satu syarat pendaftaran masuk SMA, Ani harus menimbang massa tubuhnya. Saat ditimbang, massa tubuh Ani adalah 55 kg. Jika percepatan gravitasi di tempat Ani berada adalah 9,8 m/s2, berapakah gaya berat Ani?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 55 kg
g = 9,8 m/s2
Ditanya: w =…?
Jawab:
Untuk mencari gaya berat, gunakan persamaan berikut.
Jadi, gaya berat Ani adalah 539 N.
Contoh Soal 2
Sebuah mobil bermassa 200 kg melaju dengan percepatan 2 m/s2. Berapakah gaya yang dihasilkan oleh mobil tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 200 kg
a = 2 m/s2
Ditanya: F =…?
Jawab:
Gaya yang dihasilkan mobil dirumuskan sebagai berikut.
F = ma
= (200)(2)
= 400 N
Jadi, gaya yang dihasilkan mobil tersebut adalah 400 N.
Contoh Soal 3
Empat orang anak, yaitu Siska, Deni, Rian, dan Lusi mengikuti tarik tambang seperti gambar berikut.
Sumber: dreamstime
Siska berada satu tim dengan Deni dan Rian berada satu tim dengan Lusi. Saat lomba dimulai, Siska menarik tali dengan gaya 80 N, Deni menarik tali dengan gaya 90 N. Sementara itu, Deni dan Lusi menarik tali dengan gaya yang sama, yaitu 86 N. Berapakah resultan gaya yang dihasilkan oleh keempat anak tersebut? Dan tim siapakah yang akan menang?
Pembahasan:
Diketahui:
FS = 80 N
FD = 90 N
FR = FL = 86 N
Ditanya: FR dan tim siapa yang akan menang?
Jawab:
Mula-mula, kamu harus mencari total gaya oleh tim Siska dan Deni.
FR1 = FS + FD
= 80 + 90
= 170 N
Lalu, tentukan total gaya oleh tim Rian dan Lusi.
FR2 = FR + FL
= 86 + 86
= 172 N
Oleh karena kedua tim menarik tali secara berlawanan, maka tentukan perjanjian tandanya. Misalnya, total gaya oleh tim Siska dan Deni bertanda (+) dan total gaya oleh tim Rian dan Lusi bertanda (-), sehingga:
FR = FR1 – FR2
= 170 – 172
= -2 N
Resultan gayanya -2 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa resultan gayanya mengarah ke tim Rian dan Lusi. Artinya, tim Rian dan Lusi menarik tali dengan gaya yang lebih besar daripada tim Siska dan Deni. Dengan demikian, lomba tarik tambang dimenangkan oleh tim Rian dan Lusi.
Jadi, besarnya resultan gaya yang dihasilkan oleh keempat anak tersebut adalah 2 N dan pemenangnya adalah tim Rian dan Lusi.
Dari pembahasan di atas, Quipperian sudah tahu kan perbedaan gaya dan gerak?
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, yuk buruan gabung Quipper Video. Salam Quipper!